KR101655268B1 - Micromagnet based extreme ultra-violet radiation source - Google Patents
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Abstract
실시예는 적어도 50개의 자석의 라인 내의 서로 인접하는 제1 및 제2 자석; 상기 라인에 인접하며, 전자 빔이 이동할 수 있고, 입자 가속기에 결합되는 경로; 및 반대 방향을 갖는 다수의 전류를 각각 제1 및 제2 자석에 제공하여 상기 제1 및 제2 자석을 반대 비휘발성 배향으로 배향하기 위한 상기 제1 및 제2 자석 각각의 다수의 측면 상의 복수의 비아를 포함하는 자기 위글러를 포함한다. 다른 실시예가 여기에서 제공된다.Embodiments include: first and second magnets adjacent to each other in a line of at least 50 magnets; A path adjacent to the line, in which the electron beam can travel and is coupled to the particle accelerator; And a plurality of opposing directions, respectively, to the first and second magnets, respectively, for orienting the first and second magnets in opposite non-volatile orientations, Lt; / RTI > includes a magnetic wiggler including vias. Other embodiments are provided herein.
Description
본 발명은 일반적으로 반도체 처리에 관한 것으로, 특히 개선된 극자외선(EUV; extreme ultraviolet) 조명원에 관한 것이다.Field of the Invention The present invention relates generally to semiconductor processing, and more particularly to an improved extreme ultraviolet (EUV) illumination source.
집적 회로(IC)는 일반적으로 반도체 기판 상에 형성된 트랜지스터 등의 많은 반도체 피처(feature)를 포함한다. 장치를 형성하는데 사용되는 패턴은 포토리소그래피로서 알려진 프로세스를 이용하여 정의될 수 있다. 포토리소그래피를 이용하여, 마스크 상의 패턴을 통해 광을 비추어 반도체 기판 상의 포토레지스트의 층에 패턴을 전사한다. 그 후, 포토레지스트는 현상되어, 노출된 포토레지스트를 제거하고 기판 상에 패턴을 남길 수 있다. 그 다음에, 기판의 노출된 부분에 대하여 이온 주입(implantation), 에칭 등과 같은 다양한 다른 기술이 수행되어 개별 장치를 형성할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION An integrated circuit (IC) typically includes many semiconductor features, such as transistors, formed on a semiconductor substrate. The pattern used to form the device may be defined using a process known as photolithography. Using photolithography, light is irradiated through a pattern on the mask to transfer the pattern to a layer of photoresist on the semiconductor substrate. The photoresist can then be developed to remove the exposed photoresist and leave a pattern on the substrate. Various other techniques can then be performed on the exposed portions of the substrate, such as implantation, etching, etc., to form individual devices.
마이크로프로세서 등의 IC의 속도를 증가시키기 위하여, 점점 더 많은 트랜지스터가 IC에 추가된다. 그러므로, 개별 장치의 사이즈가 감소되어야 한다. 개별 피처의 사이즈를 감소시키는 하나의 방법은 포토리소그래피 프로세스 동안 짧은 파장 광을 이용하는 것이다. 롤리(Raleigh)의 법칙(R=k*λ/NA, 여기서, k는 프로세스 종속 상수이고, λ는 조명(illumination)의 파장이고, NA는 개구수이고, R는 피처의 분해능(resolution)이다)에 따르면, 광 파장의 감소는 비례하여 인쇄된 피처의 사이즈를 감소시킨다.To increase the speed of an IC, such as a microprocessor, more and more transistors are added to the IC. Therefore, the size of the individual devices must be reduced. One way to reduce the size of individual features is to use short wavelength light during the photolithographic process. Where R is the process dependent constant,? Is the wavelength of illumination, NA is the numerical aperture, and R is the resolution of the feature), Raleigh's law (R = k *? / NA, , The reduction of the light wavelength decreases the size of the printed features proportionally.
극자외선(EUV) 광(예를 들어, 13.5nm 파장 광)은 매우 작은 반도체 피처를 인쇄하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, EUV는 15 내지 20 나노미터(nm)의 길이를 갖는 분리된 피처 및 50nm 라인 및 공간을 갖는 네스티드(nested) 피처 및 그룹 구조를 인쇄하는데 사용될 수 있다.Extreme ultraviolet (EUV) light (e.g., 13.5 nm wavelength light) can be used to print very small semiconductor features. For example, EUV can be used to print separate features with lengths of 15 to 20 nanometers (nm) and nested features and group structures with 50 nm lines and spaces.
EUV 양자(proton)는 플라즈마의 여기 원자에 의해 생성될 수 있다. 플라즈마를 생성하는 하나의 방법은 매우 밀집된 플라즈마를 생성하는 타겟(액적(droplet), 필라멘트 제트(filament jet))에 레이저 빔을 투영하는 것이다. 플라즈마의 여기 원자가 안정 상태로 복귀하면, 소정의 에너지 및 그에 따른 소정의 파장의 양자가 방출된다. 예를 들어, 타겟은 크세논, 주석 또는 리튬일 수 있다.The EUV protons can be generated by the excited atoms of the plasma. One way to generate the plasma is to project the laser beam onto a target (droplet, filament jet) that produces a very dense plasma. When the excited atoms of the plasma return to a stable state, a predetermined energy and thus a predetermined wavelength are emitted. For example, the target may be xenon, tin or lithium.
본 발명의 실시예의 특징 및 이점은 첨부된 청구범위, 하나 이상의 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명 및 대응하는 도면으로부터 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 미소 자석 EUV 소스를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예의 온칩 위글러(on-chip wiggler)를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예의 미소 자석을 배향하는(orienting) 전류 경로를 나타내는 도면.
도 4a는 위글러의 실시예에 들어가기 전의 전자 빔에 대한 초기 상태를 나타내고, 도 4b는 위글러의 실시예를 떠난 후의 전자 빔에 대한 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예의 미소 자석을 배향하는 전류 경로를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예의 온칩 위글러의 일부를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예의 온칩 위글러의 일부를 나타내는 도면.Features and advantages of embodiments of the present invention will become apparent from the appended claims, the following detailed description of one or more exemplary embodiments, and the corresponding figures.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a micro-magneto-EUV source of an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating an on-chip wiggler of an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a current path for orienting a micro-magnet of an embodiment of the present invention;
4A shows an initial state for an electron beam before entering an embodiment of a wiggler, and Fig. 4B shows a state for an electron beam after leaving an embodiment of a wiggler; Fig.
5 is a view showing a current path for orienting micro-magnets in the embodiment of the present invention.
6 illustrates a portion of an on-chip wiggler of an embodiment of the present invention.
7 illustrates a portion of an on-chip wiggler of an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 설명하며, 도면에서 동일한 구조에는 동일한 접미사 참조 부호가 제공될 수 있다. 다양한 실시예의 구조를 더 명료하게 나타내기 위하여, 여기에 포함되는 도면은 집적 회로 구조의 도식적인 표현이다. 따라서, 예를 들어 포토마이크로그래프에서 제조된 집적 회로 구조의 실제 모습은 도시된 실시예의 청구된 구조를 여전히 포함하면서 다르게 나타날 수 있다. 또한, 도면은 도시된 실시예를 이해하는데 유용한 구조만을 나타낼 수 있다. 본 기술에 공지된 추가의 구조는 도면의 명료화를 유지하기 위하여 포함되지 않을 수 있다. "실시예", "다양한 실시예" 등은 기재된 실시예(들)가 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함하지만 모든 실시예가 반드시 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함하는 것이 아님을 나타낸다. 일부 실시예는 다른 실시예에 대하여 기재된 특징 중의 일부 또는 전부를 포함하거나 어느 특징도 포함하지 않을 수 있다. "제1", "제2", "제3" 등은 공통 오브젝트를 기술하며 동일한 오브젝트의 상이한 예가 참조됨을 나타낸다. 이러한 형용사는 기재된 오브젝트가 시간적으로 또는 공간적으로 주어진 순서, 랭킹 또는 임의의 다른 방식으로 있어야 함을 암시하지 않는다. "접속된"은 엘리먼트가 서로 직접 물리적으로 또는 전기적으로 접촉하는 것을 나타낼 수 있고, "결합된"은 엘리먼트가 서로 협력하거나 서로 상호작용하지만 직접 물리적으로 또는 전기적으로 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 또한, 유사 또는 동일한 번호는 상이한 도면에서 동일 또는 유사한 부분을 지정하는 데 사용될 수 있지만, 이것은 유사 또는 동일한 번호를 포함하는 모든 도면이 단일 또는 동일한 실시예를 구성하는 것을 의미하지 않는다.Hereinafter, reference will be made to the drawings, and the same structures in the drawings may be provided with the same suffix reference numerals. In order to more clearly illustrate the structure of various embodiments, the figures contained herein are schematic representations of integrated circuit structures. Thus, for example, the actual appearance of an integrated circuit structure fabricated in a photomicrograph may appear differently, still including the claimed structure of the illustrated embodiment. In addition, the drawings may represent only structures useful for understanding the illustrated embodiment. Additional structures known in the art may not be included to maintain clarity of the drawings. &Quot; an embodiment, "" various embodiments," or the like, means that the embodiment (s) described comprise a particular feature, structure, or characteristic, but not all embodiments necessarily include a particular feature, structure, or characteristic. Some embodiments may include some or all of the features described with respect to other embodiments, or may not include any features. Quot ;, " first ", "second "," third ", etc. describe common objects and indicate that different examples of the same object are referenced. Such an adjective does not imply that the described objects should be in a given order, rank, or any other way, either temporally or spatially. "Connected" may indicate that the elements are in direct physical or electrical contact with each other, and "coupled" means that the elements cooperate with one another or interact with each other, but may not be in direct physical or electrical contact or contact . Also, similar or identical numbers may be used to designate the same or similar parts in different drawings, but this does not mean that all figures comprising similar or identical numbers constitute a single or the same embodiment.
상술한 바와 같이, EUV 양자는 플라즈마 기반 기술을 이용하여 생성될 수 있다. 그러나, 이러한 기술은 플라즈마 기반 방법에 이용되는 원자를 여기하는데 필요한 장비의 큰 사이즈 및 높은 에너지량 때문에 문제가 있다. 또한, 플라즈마 기반 소스는 EUV의 약 100W의 원치 않는 최대 이용가능 출력 파워로 고통받는다.As described above, the EUV energies can be generated using plasma-based techniques. However, this technique is problematic due to the large size and high energy content of the equipment needed to excite the atoms used in the plasma-based method. In addition, plasma-based sources suffer from unwanted maximum available output power of about 100 W of EUV.
그러나, 본 발명의 실시예는 EUV의 약 5,000W(또는 더 큰)의 최대 이용가능 출력 파워를 얻는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예는 콤팩트 선형 가속기(LINAC; linear accelerator)(105)로부터 자기 위글러(magnetic wiggler)(즉, 언줄레이터(undulator))(107)로 자유 전자(106)의 빔을 투영하여 레티클(109)로 향하는 EUV(108)를 생성하여 포토리소그래피를 수행한다. 위글러는 예를 들어 반도체 집적 회로(IC) 칩 상의 미소 자석으로 이루어지기 때문에, 위글러는 짧은 파장의 EUV를 생성할 수 있다. 결과적으로, 칩 기반 위글러는 플라즈마 기반 기술에 필요한 장비의 일부보다 매우 작고, 또한 동작에 더 적은 에너지를 필요로 한다.However, embodiments of the present invention achieve a maximum available output power of about 5,000 W (or greater) of the EUV. 1, this embodiment includes a free electron 106 from a linear linear accelerator (LINAC) 105 to a magnetic wiggler (i.e., an undulator) 107, To produce an EUV 108 that is directed to the reticle 109 and performs photolithography. Because the wiggler is made up of micro-magnets, for example on a semiconductor integrated circuit (IC) chip, the wiggler can generate EUV of short wavelengths. As a result, chip-based wigglers are much smaller than some of the equipment required for plasma-based technology and also require less energy to operate.
도 2는 본 발명의 실시예의 온칩 위글러(207)를 나타낸다. 위글러(207)는 산화물(205)(또는 다른 비자기 물질) 내 및 기판(204) 위의 영구 자석(210, 211, 212, 213, 214, 220, 221, 222, 223, 224)을 포함한다. 도 3은 (자석(211)에 대응하는) 자석(311), (자석(212)에 대응하는) 자석(312), (자석(213)에 대응하는) 자석(313)을 더 상세히 나타낸다. 도 2 및 3은 이하에서 교환가능하게 논의된다.2 shows an on-
위글러(207)는 기간(period)(λW)을 갖는 공간적으로 주기적인 자계(255)를 생성한다. 기간(λW)은 자석 피치 거리(360)(즉, "N" 자석의 "시작"/"끝"으로부터 다음의 "N" 자석의 "시작"/"끝"까지의 거리 또는 "S" 자석의 "시작"/"끝"으로부터 다음의 "S" 자석의 "시작"/"끝"까지의 거리)에 기초한다. 위글러(207)는 다수의 기간(NW)을 갖고, 그 일부만이 도 2에 도시된다. 그러므로, 위글러의 길이는 LW=NWλW이다. 기간의 수는 위글러(207)가 충분한 에너지를 전달하여 EUV 빔(108)을 형성하도록 입자 빔(250)에 작용하기에 충분히 커야 한다. 예를 들어, 각각의 시리즈의 자석(제1 시리즈를 포함하는 자석(210, 211, 212, 213, 214) 및 제2 시리즈를 포함하는 자석(220, 221, 222, 223, 224))은 100 이상의 기간(200개의 자석)을 가져 방사된 양자에 짧은 파장의 진동을 적절히 부과한다. 빔 내의 자유 전자에 의해 방출된 광(λL)의 파장은 와 같이 빔 내의 전자의 에너지와 관련되고, 여기서, 이고, v는 전자의 속도(velocity of the electrons)이고, c는 광의 속도(speed of light)이다. 각 전자의 질량(m)의 에너지(E)는 이다. 에 대하여, 에너지(E)는 대략 50 MeV이고, 이러한 에너지에 대한 위글러 기간은 λW=270μm이다. λW는 거리(360)에 의해 결정되고(예를 들어, 실시예에서, 원하는 λW이 270μm이면, 거리(360)는 270μm이다), 이는 온칩 위글러에 적합하도록 상당히 작다. 즉, 이러한 작은 기간 내에 맞추어진 작은 자석은 칩 상의 자기 물질의 퇴적(deposition)으로 구현될 수 있다. 따라서, γ=100 및 13.5nm(즉, EUV)의 λL에 대하여, 는 를 나타낸다. 13.5nm의 λL는 보다 20,000배 작은 것을 고려하면, 이러한 λW는 여기에 기재된 실시예에서 다루는 위글러 등의 온칩 위글러에 적합하다.The wiggler (207) generates a spatially periodic magnetic field (255) having a period (? W ). The duration lambda W is the distance between the magnet pitch distance 360 (i.e., the distance from the "start" / "end" of the "N" magnet to the "start" / "end" From the "start" / "end" of the "S" magnet to the "start" / "end" of the next "S" magnet). The
전자(250)는 자계(255)에서 진동하여 광을 방출한다. 약 1T의 자석(255)(BW)의 충분한 자계를 위하여, NW>100(설명의 편의 및 명료화를 위하여 10 보다 작은 기간이 도시된다). 위글러(207)가 공진 조건()을 유지함에 따라, 전자(250)는 방사를 위해 그 에너지의 약 10%를 전송할 수 있다. 따라서, 전류(I=10mA)로, 빔의 에너지이고(여기서, e는 전자의 전하의 크기이다) 방사된 파워(Pr)는 Pr=5kW가 되도록 Pb의 10%이다.The
자기 층이 증착되어 자석(210, 211, 212, 213, 214, 220, 221, 222, 223, 224) 등을 형성함에 따라, 이들 자석의 자화가 임의적일 것이다. 따라서, 도 2에 도시된 자기 북("N") 및 남("S") 자극(magnetic poles)은 제조 직후에 랜덤하게 위치한다. 자화 방향 및 그에 따른 자극의 위치를 설정하기 위하여, 정확한 교번 순서(N이 S와 교번)에서, 위글러(207)는, 수평 와이어(339)에 포함되고 비아(230, 231, 232, 233, 234, 235, 240, 241, 242, 243, 244, 245) 내의 (예를 들어, Cu 또는 Al로 채워진) 전류 경로를 포함한다. 도 3에 더 상세하게 도시된 바와 같이, "와이어"(331, 332, 333)(비어(231, 232, 233)에 대응함) 및 (339)는 자석(311, 312) 주변에 전류 경로를 제공한다(여기에 사용되는 "와이어"는 도전성 경로로서 넓게 해석된다). 노드(V1 및 V2)에 공급되는 전압은 일 방향(361)으로 전류를 공급하여 자석(311) 상에 극성 "N"을 부과할 수 있다. 노드(V2 및 V3)에 공급되는 전압은 반대 방향(362)으로 전류를 공급하여 자석(312) 상에 극성 "S"을 부과할 수 있다. 도 3에 도시되지 않지만, 노드(V1, V2, V3, V4) 등은 스위치(예를 들어, 트랜지스터, 멀티플렉서 등)에 결합되어 전류 경로를 제어하여 특정 소망 자석에 전류를 적절하게 향하도록 한다(그리고 다른 원치 않는 자석에 전류를 보내는 것을 피한다). 예를 들어, 하나 이상의 트랜지스터를 턴온(turn on)하고 하나 이상의 트랜지스터를 턴오프(turn off)함으로써, 노드(V1 및 V2) 사이에서 전류가 전송될 수 있지만, 노드(V3 또는 V4)에는 전류가 전송되지 않는다.As the magnetic layer is deposited to form
따라서, 실시예는 제1 라인의 서로 바로 옆에 인접하는 제1, 제2 및 제3 자석(예를 들어, 자석(211, 212, 213 등) 및 제2 라인의 추가의 자석(예를 들어, 자석(221, 222, 223) 등)을 포함한다. 전자 빔(즉, 전자)이 이동할 수 있는 경로는 제1 및 제2 라인 사이에 위치한다. 비아(332) 등의 제1 비아는 자석(311, 312) 사이에 있고 제1 배향(예를 들어 "N" 배향)을 갖는 제1 자계를 제1 자석에 공급하는 전류를 전달하는 것이다. 자석(312)에 인접하는 제2 비아(333)는 제1 배향에 반대인 제2 배향(예를 들어, "S" 배향)을 갖는 제2 자계를 제2 자석에 제공하는 전류를 전달하는 것이다. 결과적으로, 자석(311)은 "N" 자석이고, 그 바로 옆에 인접하는 자석(312)은 "S" 자석이다. "N" 및 "S" 자석 배향은 파워가 더이상 자석이 상주하는 칩에 제공되지 않을 때에도 그 배향을 유지한다는 점에서 "비휘발성"이다.Thus, embodiments can include first, second and third magnets (e.g.,
종래의 EUV 소스와 비교하여, 실시예는 (5,000W 또는 그 이상 대 100W 까지) 더 높은 EUV 파워를 얻고 CO2 레이저를 위하여 필요한 더 적은 파워(~50kW 대 200kW)를 필요로 한다. 종래의 자유 전자 레이저와 비교하여, 실시예는 훨씬 더 짧은 파장(예를 들어, 13.5nm 대 ~1,000nm)을 갖는 광을 제공한다. 또한, 실시예는 종래의 시스템보다 훨씬 더 콤팩트하다. 예를 들어, 시스템(100)은 큰 싱크로트론 가속기 대신에 상업적으로 이용가능한 콤팩트 LINAC를 이용할 수 있다. 또한, 실시예는 개별 자석 위글러(수 미터의 사이즈)보다 온칩 자기 위글러(수 cm의 사이즈)를 이용한다.Compared to conventional EUV sources, embodiments require higher power (~ 50 kW vs. 200 kW) for obtaining higher EUV power (up to 5,000 W or more vs. 100 W) and for CO 2 lasers. Compared to conventional free electron lasers, embodiments provide light with much shorter wavelengths (e.g., 13.5 nm vs. 1000 nm). Moreover, the embodiment is much more compact than the conventional system. For example, the system 100 may utilize a commercially available compact LINAC instead of a large synchrotron accelerator. In addition, the embodiment uses an on-chip magnetic goggle (size of several centimeters) rather than an individual magnet wiggler (several meters in size).
상술한 진보된 EUV 파워에 관하여, 위글러의 강도 및 명시야(light fields)는 각각 위글러의 벡터 포텐셜(AW) 및 광의 벡터 포텐셜(AL) 및 무차원 벡터 포텐셜(dimensionless vector potential)(aW 및 aL)을 통해 표현된다. 이들은 를 통해 위글러의 자계(BW)를 통해 표현되고, 는 위글러에 대한 파수(wavenumber)이고, 는 광 파워(P)를 통해 표현되고, 상술한 일 실시예에서, 광 파워는 EUV 파장 방사를 생성하기 위하여 5kW이다. 광 파워는 이고, 여기서, ε는 유전 상수이고, EUV 빔 스폿 사이즈(S)=1μm×1μm이고, (EL)=광파 내의 전계()이다. 위글러 내의 전자의 위상의 진화 속도(rate of evolution)는 이고, 는 EUV 광의 파수이다. 광 파에 대하여 전자의 속도로부터 그 위상으로의 변환 인자는 이다. (이하의 궤적에 대응하는) 전자로부터의 에너지의 충분한 추출을 위한 조건은 이고, 산출에 사용되는 파라미터에 대하여 만족된다. 즉, 실시예는 적절한 파장 및 파워를 갖는 EUV를 생성할 수 있다는 것을 보여준다.With regard to the above-mentioned advanced EUV power, the intensity and light fields of the wiggler are respectively the vector potential (A W ) of the wiggler and the vector potential (A L ) and the dimensionless vector potential of the light a W and a L ). These are (B W ) of the wiggler, Is the wavenumber for the wiggler, Is represented by optical power (P), and in one embodiment described above, the optical power is 5 kW to produce EUV wavelength radiation. Optical power Where E is a dielectric constant, and the EUV beam spot size S = 1 μm × 1 μm, (E L ) = electric field in the wave )to be. The rate of evolution of the phase of the electrons in the wiggler is ego, Is the wave number of the EUV light. The conversion factor from the velocity of the electrons to the phase with respect to the light wave is to be. The conditions for the sufficient extraction of energy from the electron (corresponding to the following trajectory) , And it is satisfied with the parameter used for the calculation. That is, the example shows that EUV with appropriate wavelength and power can be generated.
도 4a는 자유 전자 레이저 내의 전자 궤적을 나타내고, 여기서, 수평축은 광파에 대하여 그 위치에 관련된 전자에 대한 위상에 관련되고, 수직축은 전자의 에너지에 관련된 위상의 시간 유도체(time derivative)이다. 도 4a는 에너지의 3개의 선택된 값에 대한 위글러의 실시예에 들어가기 전에 전자 빔에 대한 초기 조건을 나타내는 도면이다. 그 위상은 0 및 2 사이에서 균일하게 분포되는데, 그 이유는 전자(electron)가 광파에 대하여 임의의 위치에서 위글러로 진입하기 때문이다. 도 4b는 위글러의 실시예를 떠난 후(언줄레이터/위글러가 입자에 EUV 파장에서의 공진을 부과한 후) 에너지의 동일한 3개의 값에서의 전자 빔에 대한 조건을 나타낸다. 이들 그래프는 일반적으로 위상의 더 많은 네가티브 유도체 및 전자가 진입하는 에너지보다 작은 에너지로 전자가 빠져 나간다는 것을 나타낸다. 이것은 광파에 그 에너지의 상당한 부분을 전송하는 전자 빔에 대응한다. 4A shows an electron locus in a free electron laser where the horizontal axis is relative to the light wave with respect to the phase relative to its position relative to its position and the vertical axis is the time derivative of the phase relative to the energy of the electron. 4A is a diagram showing initial conditions for an electron beam before entering an embodiment of a wiggler for three selected values of energy. The phase is uniformly distributed between 0 and 2 because the electrons enter the wiggler at arbitrary positions with respect to the light wave. Figure 4b shows the conditions for an electron beam at three identical values of energy after leaving the embodiment of the wiggler (after the irisulator / wiggler imposes resonance at the EUV wavelength on the particle). These graphs generally show that electrons escape with energy smaller than the energy that the electrons enter and the more negative derivatives of the phase. This corresponds to an electron beam that transmits a significant portion of its energy to the light wave.
따라서, 실시예는 종래의 시스템보다 몇 개의 이점을 갖는다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 자기 위글러의 실시예는 종래의 소스보다 작은 자릿수(orders of magnitude)인 사이즈를 갖고 위글러는 미소 자석을 포함하는 솔리드 스테이트 구조로서 구현된다. 방사된 광 파장은 종래의 위글러 소스보다 짧은 자릿수이다. 또한, 방사된 EUV는 더 작은 확률의 자극된 방출과 비교하여 대부분 자발적 방출에 의해 얻어진다. 실시예에서, 이것은 리소그래피 분해능의 개선을 위해 바람직한 오직 부분적으로 코히어런트한(coherent) 광을 초래한다. 이러한 실시예는 EUV 리소그래피를 가능하게 하고 출력 파워에 의해 제한되지 않을 가능성이 있다(그러므로, 다른 리소그래피 방법보다 바람직할 수 있다).Thus, the embodiment has several advantages over conventional systems. For example, as described above, an embodiment of a magnetic wiggler has a size that is orders of magnitude smaller than a conventional source, and the wiggler is implemented as a solid state structure including a micro-magnet. The emitted light wavelength is shorter than the conventional Wiggler source. Also, radiated EUV is obtained by mostly spontaneous release compared to a less probable stimulated release. In an embodiment, this results in only partially coherent light which is desirable for improved lithographic resolution. This embodiment enables EUV lithography and is not likely to be limited by the output power (and may therefore be preferable to other lithography methods).
예는 제1 라인 내의 서로 바로 옆에 인접하는 제1, 제2 및 제3 자석들과, 제2 라인 내의 추가의 자석들; 전자 빔이 이동할 수 있고 제1 및 제2 라인 사이에 위치하고 입자 가속기에 결합되도록 배치된 경로; 제1 배향을 갖는 제1 자계를 제1 자석에 제공하는 전류를 전달하기 위한 제1 및 제2 자석 사이의 제1 비아; 및 제1 배향과 반대의 제2 배향을 갖는 제2 자계를 제2 자석에 제공하는 전류를 전달하기 위한 제2 자석에 인접한 제2 비아를 포함하는 장치를 포함한다. Examples include first, second and third magnets immediately adjacent to each other in a first line, additional magnets in a second line; A path disposed such that the electron beam is movable and located between the first and second lines and coupled to the particle accelerator; A first via between the first and second magnets for delivering a current providing a first magnetic field having a first orientation to the first magnet; And a second via adjacent the second magnet for delivering a current to the second magnet with a second magnetic field having a second orientation opposite to the first orientation.
이러한 장치는 자기 위글러 또는 언줄레이터를 포함할 수 있다. 비아는 Cu, Al, Au 등으로 채워질 수 있다. 제1 비아는 "오른손 법칙"에 의해 좌우되는 제1 배향(예를 들어, 뷰어를 향하는 극 "S")을 갖는 제1 자계를 제공하는 제1 전류를 제1 방향으로 전달할 수 있다. 제2 비아는 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 이동하는 제2 전류를 전달할 수 있다. 오른손 법칙을 따르는 제2 전류는 제1 배향과 반대인 제2 배향(예를 들어, 뷰어를 향하는 극 "N")을 갖는 제2 자계를 제2 자석에 부과한다.Such a device may include a magnetic wiggler or an unwuller. The vias may be filled with Cu, Al, Au, or the like. The first via may deliver a first current in a first direction that provides a first magnetic field having a first orientation (e.g., a polarity "S" toward the viewer) that is dominated by a "right-hand rule." The second via may carry a second current traveling in a second direction opposite to the first direction. A second current that follows the right-hand rule imposes a second magnetic field on the second magnet with a second orientation opposite to the first orientation (e.g., pole "N" toward the viewer).
서로 "바로 옆에 인접하는" 제1, 제2 및 제3 자석은 단순히 자석(211, 212, 213)과 같이 순차적으로 배치된 3개의 자석을 포함할 수 있다. 이들은 반드시 서로 직접 접촉할 필요는 없고 산화물 또는 다른 비자기 물질 등에 의해 분리될 수 있다. 실시예에서, 제1, 제2 및 제3 자석(자석(211, 212, 213)의 경우 등) 중의 임의의 것 사이에는 다른 자석이 개재되지 않는다. 예를 들어, 실시예에서, 제2 자석은 제1 및 제3 자석 사이에 있고 제1 및 제3 자석 사이에는 다른 자석이 존재하지 않는다.The first, second and third magnets adjacent to each other "immediately adjacent to each other " may comprise three magnets sequentially arranged like
다른 실시예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제1 자석은 제1 자계에 기초하여 제1 배향을 갖고, 제2 자석이 제2 자계에 기초하여 제2 배향을 갖고, 제1 및 제2 배향은 비휘발성이라는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another embodiment, the content of the example or the example referred to below is such that the first magnet has a first orientation based on the first magnetic field, the second magnet has a second orientation based on the second magnetic field, Optionally, the second orientation is non-volatile.
예를 들어, 자석에 근접하여 (즉, 생성된 자계가 자석의 배향에 영향을 주기에 충분하도록 가깝게) 상기 전류를 전달하는 것은 초기 프로그래밍 후에 자석이 자신의 배향을 유지하도록 자석을 "프로그램" 또는 "배향"하는 (유향의(directed) 배향을 갖는) 자계를 자석 상에 생성한다.For example, conveying the current in proximity to the magnet (i.e., such that the generated magnetic field is sufficient to affect the orientation of the magnet) may be achieved by "programming" the magnet to maintain its orientation after initial programming To produce a " oriented "magnetic field (with a directed orientation) on the magnet.
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 자석의 제1 및 제2 라인이 모놀리식 기판 상에 포함되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the example or the example referred to below may optionally include that the first and second lines of magnets are included on a monolithic substrate.
따라서, 자석의 제1 및 제2 시리즈 또는 라인은 동일한 칩을 공유할 수 있다. 이 동일한 칩은 하나 이상의 제어기(예를 들어 신호 프로세서)를 포함하는 시스템 온 칩(a system on a chip)을 포함할 수 있고 LINAC 등의 입자 가속기의 다양한 부분과 동일한 칩 상에 포함될 수 있다.Thus, the first and second series or line of magnets may share the same chip. This same chip may include a system on a chip that includes one or more controllers (e.g., a signal processor) and may be included on the same chip as the various parts of the particle accelerator, such as LINAC.
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 입자 가속기를 선택적으로 포함할 수 있다. 따라서, 상기 예는 반드시 판매 또는 출하되지 않거나 LINAC와 함께 포함되지 않는 실시예를 기술하지만, 다른 실시예에서 판매되거나 출하되거나 LINAC와 함께 포함될 수 있다.In another example, the contents of the example or the example referred to below may optionally include a particle accelerator. Thus, the above example describes embodiments that are not necessarily sold or shipped or included with LINAC, but may be sold, shipped, or included with LINAC in other embodiments.
다른 실시예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, (a) 제2 자석이 제1 및 제3 자석 사이에 있고 제1 및 제3 자석 사이에 다른 자석이 존재하지 않고, (b) 제1 자석은 내부 에지에 반대인 외부 에지를 갖고 내부 에지는 제2 자석의 바로 옆에 인접하고, (c) 제3 자석은 제2 자석의 바로 옆에 인접하는 내부 에지를 갖고 (d) 제1 자석의 외부 에지로부터 제3 자석의 내부 에지로 연장하는 거리가 극자외선 파장을 갖는 광 빔을 생성하도록 구성된다는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another embodiment, the content of the example or the example referred to below is such that (a) the second magnet is between the first and third magnets and no other magnet is present between the first and third magnets, (b) (C) the third magnet has an inner edge immediately adjacent to the second magnet, and (d) the first magnet has an inner edge opposite to the inner edge and the inner edge is adjacent to the second magnet, The distance extending from the outer edge of the magnet to the inner edge of the third magnet is configured to produce a light beam having extreme ultraviolet wavelengths.
다른 실시예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 자석의 제1 라인이 500 마이크론 미만의 자석 피치 거리를 포함하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another embodiment, the content of the example or the example referred to below may optionally include that the first line of the magnet comprises a magnetic pitch distance of less than 500 microns.
예를 들어, 제1, 제2 및 제3 자석은 서로에 인접할 수 있고, 거리(360) 등의 거리는 일반적으로 자기 피치 또는 λW와 동일하다. λW는 270 마이크론일 수 있지만, 다른 실시예에서, 5, 10, 20, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 400, 500, 700 이상의 마이크론 또는 그 사이의 임의의 포인트일 수 있다. 예를 들어, 를 고려하면, 많은 실시예가 가능하다. 특히, LINAC/소스로부터의 더 큰 입력 파워(γ)는 더 큰 λW를 허용한다. 따라서, 더 큰 입력 파워는 400, 500, 700, 800, 900, 1000 이상의 마이크론 등의 더 큰 자석 피치를 허용할 수 있다. 이것은 LINAC 또는 빔 소스로의 SoC의 "조정(tailoring)"을 허용한다.For example, the first, second, and third magnets may be adjacent to each other, and distances such as
다른 실시예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 자석 피치 거리가 2,500W보다 큰 파워를 갖는 극자외선 광을 방사하도록 구성되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another embodiment, the content of the example or the example referred to below may optionally include a configuration in which the magnetic pitch distance is configured to emit extreme ultraviolet light having a power greater than 2,500 W.
다른 실시예에서, 자석 피치 거리는 400; 450; 500; 1,000; 1,500; 2,000; 3,000; 3,500; 4,000; 4,500; 5,500; 6,000W 등 보다 큰 파워를 갖는 극자외선 광을 방사하도록 구성된다.In another embodiment, the magnetic pitch distance is 400; 450; 500; 1,000; 1,500; 2,000; 3,000; 3,500; 4,000; 4,500; 5,500; Ultraviolet light having a power greater than 6,000 W, for example.
다른 실시예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 자석 피치 거리가 300nm보다 작은 파장을 갖는 극자외선 광을 방사하도록 구성되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another embodiment, the contents of the example or the example referred to below may optionally include one in which the magnetic pitch distance is configured to emit extreme ultraviolet light having a wavelength of less than 300 nm.
예를 들어, 자석 피치 거리는 10, 13.5, 35, 50, 80, 110, 150, 200, 250, 270, 299nm 이하의 파장 및 그 사이의 포인트를 갖는 극자외선 광을 방사하도록 구성된다.For example, the magnet pitch distances are configured to emit extreme ultraviolet light having wavelengths of 10, 13.5, 35, 50, 80, 110, 150, 200, 250, 270, 299 nm and below and points therebetween.
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 자석의 제1 및 제2 라인 각각이 50개보다 많은 자석을 포함하고 자석의 제1 라인은 인접하는 자석이 반대 자기 배향을 갖도록 교번 자기 배향으로 배치되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the example or the example referred to below is such that each of the first and second lines of magnets comprises more than 50 magnets and the first line of the magnets has an alternating magnetic orientation As shown in FIG.
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제2 라인이 제4 자석을 포함하고 제1 및 제4 자석이 상보적인 쌍으로서 배치되고 제4 자석은 제1 자기 배향과 반대의 자기 배향을 갖는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the example or the example referred to below is such that the second line comprises a fourth magnet, the first and fourth magnets are arranged as a complementary pair, and the fourth magnet has a self orientation As shown in FIG.
예를 들어, 상보적인 쌍은 자석(210 및 220)(211 및 221) 등을 포함한다. 이러한 자석은 전자(250)가 이동하는 경로를 가로질러 서로 "반대편"에 있다.For example, the complementary pair includes
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제1 및 제2 비아가 함께 결합되어 제2 자석의 적어도 3개의 측면에 인접하는 전류 경로를 형성하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the example or the example referred to below may optionally include the first and second vias being joined together to form a current path adjacent to at least three sides of the second magnet.
예를 들어, 비아(332, 333)는, 이들을 접속하는 수평 엘리먼트(339)와 함께, 자석(312)의 3개의 측면에 인접하여 전류를 제공한다.For example, vias 332 and 333, along with a
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제1 비아가 또한 제2 자계를 제공하는 전류를 전달한다는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the contents of the example or the example referred to below may optionally include that the first via also carries a current providing a second magnetic field.
예를 들어, 비아(332)는 (예를 들어, 임의의 실시예에서 비동시적으로 또는 다른 실시예에서 동시적으로) 방향(361 및 362)으로부터 또는 그로부터의 전류에 기초하여 전류를 선택적으로 전달할 수 있다. 그러나, 다른 실시예는 제1 및 제2 자석 사이에 2개의 비아를 가질 수 있고, 하나의 비아는 (방향(361)을 따라) 제1 자석의 3개의 측면을 트레이스하는 전류를 위한 것이며 다른 비아는 (방향(362)을 따라) 제2 자석의 3개의 측면을 트레이스하는 전류를 위한 것이다.For example, vias 332 may selectively conduct current based on currents from or away from
비어가 형성되어야 하거나 전류가 전달되어야 하는 방법은 하나도 없다. 예를 들어, 실시예에서, 하나 이상의 자석은 각각 독립적인 전류 루프를 가질 수 있다. 도 5에서, 단일 전류 경로는 자석 사이로 구불구불 흘러가서 "오른손 법칙" 효과를 번갈아 나오게 하고 교번 N 및 S 배향 자석을 생성한다.There is no way that a via should be formed or a current must be delivered. For example, in an embodiment, the one or more magnets may each have an independent current loop. In FIG. 5, a single current path meanders through the magnets to alternate the "right-hand rule" effect and creates alternating N and S oriented magnets.
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제1 자석에 인접하는 제3 비아를 선택적으로 포함할 수 있고, 제1 및 제3 비아는 함께 결합하여 제1 자석의 적어도 3개의 측면에 인접하는 전류 경로를 형성한다.In another example, the contents of the example or the example referred to below may optionally include a third via adjacent to the first magnet, wherein the first and third vias are coupled together to form at least three sides of the first magnet Thereby forming an adjacent current path.
예를 들어, 비아(331) 및 비아(332)는 둘다 자석(311)에 인접한다.For example, both
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제1 및 제3 비아가 제1 자석 바로 아래에서 서로 접속하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the contents of the example or the example referred to below may optionally include that the first and third vias connect to each other directly below the first magnet.
예를 들어, 비아(331 및 332)는 자석(311) 바로 아래의 배선(즉, 와이어 또는 라인)(339)을 통해 서로 접속한다.For example, vias 331 and 332 connect to each other via wiring (i. E., Wire or line) 339 just below
다른 예에서, 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제2 자석이 제1 및 제3 자석 사이에 있고 제1 및 제3 자석 사이에 다른 자석이 존재하지 않는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the example or the example referred to below may optionally include that the second magnet is between the first and third magnets and no other magnet is present between the first and third magnets.
추가의 예는, 적어도 50개의 자석의 라인 내의 서로 인접하는 제1 및 제2 자석; 전자 빔이 이동할 수 있고 라인에 인접하고 입자 가속기에 결합되는 경로; 및 제1 및 제2 자석에 각각 반대 방향을 갖는 다수의 전류를 제공하여 반대 비휘발성 배향을 갖는 제1 및 제2 자석을 배향하기 위한 제1 및 제2 자석의 각각의 다수의 측면 상의 복수의 비아를 포함하는 자기 위글러를 포함한다.Further examples include: first and second magnets adjacent to each other in a line of at least 50 magnets; A path through which the electron beam can travel and is adjacent to the line and coupled to the particle accelerator; And a plurality of currents having opposite directions to the first and second magnets, respectively, for directing the first and second magnets with opposite non-volatile orientations, Lt; / RTI > includes a magnetic wiggler including vias.
예를 들어, 도 5에서, 일부 전류 경로는 2개의 인접 자석 사이에서 아래로 향하고 다른 것은 2개의 인접하는 자석 사이에서 위로 향한다. 일부 실시예에서, 2개의 자석 사이의 단일 전류 경로는 경로가 형성되는 2개의 인접 자석 상에 반대 자기 배향을 주는 전류를 단일 방향으로 전달할 수 있다. 여전히 도 5에 대하여, 이 도면은 구불구불한 전류 경로 전류가 이 경로를 통해 흐를 수 있다는 것을 나타낸다. 전류는 2개의 자석 사이에서 위로 이동하는 제1 전류를 포함할 수 있고, 동시에, 전류에 포함되는 제2 전류는 2개의 자석 사이에서 아래로 흐른다.For example, in Figure 5, some current paths are directed down between two adjacent magnets and the others are directed up between two adjacent magnets. In some embodiments, a single current path between the two magnets can carry a current in a single direction that gives the opposite magnetic orientation on the two adjacent magnets on which the path is formed. Still referring to FIG. 5, this figure shows that a meander current path current can flow through this path. The current may include a first current moving up between the two magnets, and at the same time a second current contained in the current flows down between the two magnets.
다른 예에서, "추가적인" 예의 내용은, 제2 자석에 인접하는 제3 자석을 선택적으로 포함할 수 있고, 제1 자석의 단부로부터 제3 자석의 단부로 연장하는 거리는 극자외선 광 파장을 갖는 광 빔을 생성하도록 구성된다.In another example, the content of the "additional" example may optionally include a third magnet adjacent to the second magnet, and the distance from the end of the first magnet to the end of the third magnet is & Beam.
다른 예에서, "추가의" 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 거리가 500 마이크론 미만(예를 들어, 5, 10, 20, 50, 100, 150, 200, 250, 270 마이크론)인 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the "additional" example or the example referred to below is that the distance is less than 500 microns (eg, 5, 10, 20, 50, 100, 150, 200, 250, 270 microns) As shown in FIG.
방법의 예는 (a) 제1 라인 내의 서로 바로 옆에 인접하는 제1, 제2 및 제3 자석들과, 제2 라인 내의 추가의 자석들; (b) 제1 및 제2 라인 사이에 위치하고, 전자 빔이 이동할 수 있고, 입자 가속기에 결합되도록 배치된 경로; (c) 제1 및 제2 자석 사이의 제1 비아; 및 (d) 제2 자석에 인접하는 제2 비아를 포함하는 위글러를 제공하는 단계; 제1 전류를 제1 비아에 전달하고, 제1 전류에 기초하여 제1 배향을 갖는 제1 자계를 제1 자석에 제공하는 단계; 및 제2 전류를 제2 비아에 전달하고 제2 전류에 기초하여 제1 배향과 반대인 제2 배향을 갖는 제2 자계를 제2 자석에 제공하는 단계를 포함한다.Examples of methods include (a) first, second and third magnets immediately adjacent to each other in a first line, and additional magnets in a second line; (b) a path located between the first and second lines, the electron beam movable and arranged to be coupled to the particle accelerator; (c) a first via between the first and second magnets; (D) providing a wiggler comprising a second via adjacent to the second magnet; Transferring a first current to the first via and providing a first magnetic field having a first orientation to the first magnet based on the first current; And providing a second magnetic field to the second magnet having a second orientation that is opposite to the first orientation, based on the second current, and transmitting a second current to the second via.
다른 예에서, 방법 예 또는 다음에 언급되는 예의 내용은, 제1 자계로 제1 배향을 갖도록 제1 자석을 프로그래밍하고 제2 자계로 제2 배향을 갖도록 제2 자석을 프로그래밍하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of the method example or the example referred to below optionally includes programming a first magnet to have a first orientation in a first magnetic field and a second magnet to have a second orientation in a second magnetic field can do.
다른 예에서, 장치는 제1 라인 내의 서로 바로 옆에 인접하는 제1, 제2 및 제3 자석들과, 제2 라인 내의 추가의 자석들; 제1 및 제2 라인 사이에 위치하고 전자 빔이 이동할 수 있고 입자 가속기에 결합하도록 배치되는 경로를 포함하고, 자석의 제1 라인은 (a) 1,000 마이크론보다 작은 자석 피치 거리를 포함하고 (b) 인접하는 자석이 반대 자기 배향을 갖도록 교번 자기 배향으로 배치된다.In another example, the apparatus includes first, second and third magnets immediately adjacent to each other in a first line, and additional magnets in a second line; (A) a magnet pitch distance of less than 1,000 microns, and (b) a first magnetron positioned adjacent to the first magnetron, Are arranged in an alternating magnetic orientation so as to have opposite magnetic orientations.
따라서, 일부 실시예에서, 비아, 와이어 등이 반드시 포함되는 것은 아니다. 다양한 실시예에서 자화를 설정하는 다양한 방법이 존재할 수 있다. 예를 들어, 스핀 토크 스위칭 및 자전기(magnetoelectric) 스위칭이 이용될 수 있다.Thus, in some embodiments, vias, wires, etc. are not necessarily included. There may be various ways of setting the magnetization in various embodiments. For example, spin torque switching and magnetoelectric switching may be used.
다른 예에서, "또 다른 예"의 내용은, 자석의 제1 라인이 300 마이크론보다 작은 자석 피치 거리를 포함하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the contents of "another example" may optionally include that the first line of the magnet comprises a magnet pitch distance of less than 300 microns.
스핀 토크 스위칭에 대하여, STTM(spin transfer torque memory) 등의 일부 자기 메모리는 메모리의 자기 상태의 스위칭 및 검출을 위해 자기 터널 접합(MTJ; magnetic tunnel junction)을 이용한다. STTM의 한 형태인 STTRAM(spin transfer torque random access memory)는 강자성(FM; ferromagnetic) 층 및 FM 층사이의 터널링 배리어로 구성되는 MTJ를 포함한다. 메모리는 FM 층의 상이한 상대적 자화를 위해 저항(예를 들어 터널링 자기 저항(TMR; tunneling magnetoresistance))의 변화를 평가함으로써 "판독"된다. 특히, MTJ 저항은 FM 층의 상대적 자화 방향에 의해 결정된다. 2개의 FM 층 사이의 자화 방향이 역평행(anti-parallel)이면, MTJ는 높은 저항 상태에 있다. 2개의 FM 층 사이의 자화 방향이 평행이면, MTJ는 낮은 저항 상태에 있다. 하나의 FM 층은, 그 자화 방향이 고정되기 때문에, "기준층" 또는 "고정층"이다. 다른 FM 층은, 그 자화 방향이 기준층에 의해 편광된 구동 전류를 전달함으로써 변하기 때문에 "자유층"이다(예를 들어, 고정층에 인가된 포지티브 전압은 고정층과 반대로 자유층의 자화 방향을 회전하고 고정층에 인가되는 네가티브 전압은 고정층과 동일한 방향으로 자유층의 자화 방향을 회전한다).For spin torque switching, some magnetic memories, such as spin transfer torque memory (STTM), use a magnetic tunnel junction (MTJ) for switching and detecting the magnetic state of the memory. One form of STTM, STTRAM (Spin Transfer Torque Random Access Memory), includes an MTJ consisting of a tunneling barrier between the ferromagnetic (FM) layer and the FM layer. The memory is "read" by evaluating the change in resistance (e.g., tunneling magnetoresistance (TMR)) for different relative magnetization of the FM layer. In particular, the MTJ resistance is determined by the relative magnetization direction of the FM layer. If the magnetization direction between the two FM layers is anti-parallel, the MTJ is in a high resistance state. If the magnetization directions between the two FM layers are parallel, the MTJ is in a low resistance state. One FM layer is a "reference layer" or "fixed layer" because its magnetization direction is fixed. The other FM layer is a "free layer" because its magnetization direction is changed by delivering a polarized drive current by the reference layer (for example, the positive voltage applied to the pinned layer rotates the magnetization direction of the free layer, The negative voltage applied to the free layer rotates in the magnetization direction of the free layer in the same direction as the pinned layer).
유사한 방식으로, 도 6은 자석(610, 611, 612, 613, 614, 615)(및 자석의 다른 행 또는 라인의 유사한 상보적인 자석)의 자화 등이 회전되거나 더 일반적으로 설정되는 실시예를 포함한다. 예를 들어, 비자기층(616)(예를 들어, Cu)은 (비자기 물질(605) 내 및 그라운드층(604) 상에 있는) 자석(610, 611, 612, 613, 614, 615) 상에 있을 수 있고, 고정 FM 층은 비자기층 상에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, (비자기 물질(605) 내의) 층(610', 611', 612', 613', 614', 615')의 일련의 고정 FM 층/부분이 비자기층 부분(616) 및 각각 자석(610, 611, 612, 613, 614, 615) 등의 위에 위치할 수 있다. STTRAM의 MTJ 내의 상태를 변경하는 것과 유사한 방식으로, 자유 FM 층(즉, 자석(610, 611, 612, 613, 614, 615 등))의 극성 또는 배향이 교번 N 및 S 자석을 생성하도록 설정될 수 있다(즉, 전류 경로(680, 681, 682, 683, 684, 685)에 의해 공급되는 전류를 통해 각각 고정층(610', 611', 612', 613', 614', 615')으로의 전압을 변경하고 자유층 내의 자석의 배향을 변경한다). 따라서, 일부 실시예는 위글러 내의 자석을 배향하기 위하여 하나 이상의 자기 접합을 포함할 수 있다. 위에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예는 자유 자석 사이 또는 자유 자석 아래에 비아 또는 전류 경로를 포함하지 않는다.6 includes an embodiment in which the magnetizations of
다른 실시예(도 7)에서, 자화는 자전기 효과에 의해 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 압전 물질 부분(710', 711', 712', 713', 714', 715')의 층은 비자기 물질(705)의 내부 및 (그라운드층/평면(704)에 결합된) 자석(710, 711, 712, 713, 714, 715) 등의 강자성체 자석(ferromagnet)에 인접하여 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 압전 물질 부분은 강자성체 자석과 직접 접촉한다. (전류 경로(780, 781, 782, 783, 784, 785)를 통해) 압전층 부분에 전압이 인가됨에 따라, 압전층 부분에 스트레인(strain)이 유도된다. 스트레인 때문에, 압전층 부분은 FM 층 자석에 스트레스를 가하여 자석 내의 자기 이방성을 변경한다. 이것은 가장 낮은 에너지의 방향으로 자화를 정렬한다.In another embodiment (Fig. 7), the magnetization can be switched by a magnetizing effect. For example, a layer of piezoelectric material portions 710 ', 711', 712 ', 713', 714 ', 715' may be formed in the interior of
다른 예에서, "또 다른 예"의 내용은 교번 자기 배향이 비휘발성인 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of "another example" may optionally include that the alternating magnetic orientation is non-volatile.
다른 예에서, "또 다른 예" 또는 다음의 예의 내용은, 자석의 제1 및 제2 라인이 모놀리식 기판 상에 포함되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the contents of "another example" or the following example may optionally include that the first and second lines of magnets are included on a monolithic substrate.
다른 예에서, "또 다른 예" 또는 다음의 예의 내용은, 자석 피치 거리(예를 들어, 300 마이크론 미만의 거리(360))가 300nm보다 작은 파장(예를 들어 270nm)을 갖는 극자외선 광을 방사하도록 구성되는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.In another example, the content of "another example" or an example that follows may be applied to the case where a magnetic pitch distance (e.g., a
다른 예에서, "또 다른 예"의 내용은, 서로 바로 옆에 인접하고 각각 제1, 제2 및 제3 자석 상에 있는 제1, 제2 및 제3 고정 자기층 부분; 및 제1, 제2 및 제3 고정 자기층 부분 및 제1, 제2 및 제3 자석 사이의 비자기층을 선택적으로 포함할 수 있고, 교번 자기 배향은 제1, 제2 및 제3 고정 자기층 부분에 공급되는 대응하는 교번 전압에 기초하여 설정된다.In another example, the content of "another example" includes first, second and third fixed magnetic layer portions immediately adjacent to each other and on first, second and third magnets respectively; And a non-magnetic layer between the first, second and third fixed magnetic layer portions and between the first, second and third magnets, wherein the alternating magnetic orientation comprises a first, a second and a third fixed magnetic layer Quot; is set based on the corresponding alternating voltage supplied to the " part "
다른 예에서, "또 다른 예"의 내용은 제1, 제2 및 제3 자석에 직접 접촉하는 제1, 제2 및 제3 압전 물질 부분을 선택적으로 포함할 수 있고, 교번 자기 배향은 제1, 제2 및 제3 압전 물질 부분에서 유도되는 대응하는 교번 전압 유도 스트레인(corresponding alternating voltage induced strains)에 기초하여 설정된다.In another example, the content of "another example" may optionally include first, second and third portions of piezoelectric material that are in direct contact with the first, second and third magnets, , And the corresponding alternating voltage induced strains induced in the second and third piezoelectric material portions.
여기에서 사용되는 바와 같이, "라인"은 반드시 전체적으로 직선일 필요는 없고 예를 들어 일부 방식으로 곡선이거나 파도 모양(undulating)일 수 있다. 예를 들어, 라인 내의 자석은 반드시 완벽하게 직선으로 정렬될 필요는 없다. 일부 자석은 동일한 "라인"에서 다른 자석으로부터 오프셋될 수 있다.As used herein, a "line" need not necessarily be entirely straight, but may for example be curved or undulating in some manner. For example, a magnet in a line need not necessarily be perfectly linearly aligned. Some magnets may be offset from other magnets in the same "line ".
본 발명의 실시예의 상기 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 완전하거나 본 발명을 개시된 정밀한 형태로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 이 설명 및 다음의 청구범위는, 단지 설명의 목적으로 사용되고 제한되는 것으로 해석되지 않는 좌측, 우측, 상(top), 하(bottom), 위(over), 아래(under), 상부(upper), 하부(lower), 제1, 제2 등과 같은 용어를 포함한다. 예를 들어, 상대적인 수직 위치를 지정하는 용어는 기판 또는 집적 회로의 장치측(또는 액티브면)이 그 기판의 "상(top)" 면인 상황을 나타내고, 기판은 기판의 "상"측이 기준의 표준 지상 프레임 내의 "하"측보다 낮도록 실제로 임의로 배향으로 될 수 있고 여전히 "상"이라는 용어의 의미 내에 있다. 여기(청구항 내를 포함함)에 기재된 "상(on)"이라는 용어는 제2 층 "상"의 제1 층은 특별히 기재되지 않으면 제2 층 바로 위에 및 제2 층과 직접 접촉하는 것을 나타내지 않고 제1 층 및 제1 층 상의 제2 층 사이에 제3 층 또는 다른 구조가 존재할 수 있다. 여기에 기재된 장치 또는 물품의 실시예는 다수의 위치 및 배향으로 제조, 사용 또는 출하될 수 있다. 관련 기술에 숙련된 자는 위의 교시를 고려하여 많은 변형과 변경이 가능함을 인식할 수 있다. 본 기술에 숙련된 자는 도면에 도시된 다양한 컴포넌트에 대한 다양한 동등한 조합 및 대체를 인식할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명에 의해 제한되지 않고, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 제한된다.The foregoing description of the embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. This description and the following claims are intended to cover such modifications as would be apparent to one of ordinary skill in the art to which the present invention relates not only to the left, the right, the top, the bottom, the over, under, Lower, lower, lower, first, second, and so on. For example, the term relative vertical position designation refers to the situation where the device side (or active side) of the substrate or integrated circuit is the "top" side of the substrate, Lower "side in a standard ground frame and is still within the meaning of the term" phase ". The term " on " hereinbefore (including within the claims) means that the first layer of the second layer "on " does not directly contact the second layer and directly contacts the second layer A third layer or other structure may be present between the first layer and the second layer on the first layer. Embodiments of the devices or articles described herein may be manufactured, used, or shipped in a number of locations and orientations. Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings. Those skilled in the art will recognize various equivalent combinations and substitutions of various components shown in the figures. Therefore, the scope of the present invention is not limited by these detailed descriptions, but rather by the appended claims.
207: 위글러
210, 211, 212, 213, 214, 220, 221, 222, 223, 224: 영구 자석
311, 312, 313: 자석207: Wiggler
210, 211, 212, 213, 214, 220, 221, 222, 223, 224: permanent magnet
311, 312, 313: magnets
Claims (25)
상기 제1 라인과 상기 제2 라인 사이에서, 전자 빔이 이동할 수 있고 입자 가속기(particle accelerator)에 결합되도록 배치되는 경로;
제1 배향(orientation)을 갖는 제1 자계를 상기 제1 자석에 제공하는 전류를 전달하기 위한, 상기 제1 자석과 상기 제2 자석 사이의 제1 비아(via); 및
상기 제1 배향과 반대의 제2 배향을 갖는 제2 자계를 상기 제2 자석에 제공하는 전류를 전달하기 위한, 상기 제2 자석에 인접하는 제2 비아
를 포함하는 장치.A first magnet, a second magnet and a third magnet adjacent to each other in a first line, and further magnets in a second line;
A path between the first line and the second line in which the electron beam is movable and is arranged to be coupled to a particle accelerator;
A first via between the first magnet and the second magnet for delivering a current to the first magnet with a first magnetic field having a first orientation; And
And a second vias adjacent to said second magnet for delivering a current to said second magnet with a second magnetic field having a second orientation opposite to said first orientation,
/ RTI >
적어도 50개의 자석들의 라인 내의 서로 인접하는 제1 자석 및 제2 자석;
전자 빔이 이동할 수 있고, 상기 라인에 인접하여, 입자 가속기에 결합되는 경로; 및
반대 방향들을 갖는 복수의 전류를 각각 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석에 제공하여 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석을 반대의 비휘발성 배향들로 배향하기 위한, 상기 제1 자석 및 상기 제2 자석 각각의 복수의 측면 상의 복수의 비아
를 포함하는 자기 위글러.As a magnetic wiggler,
A first magnet and a second magnet adjacent to each other in a line of at least 50 magnets;
A path through which the electron beam can move and which is adjacent to the line and which is coupled to the particle accelerator; And
A first magnet and a second magnet for directing the first magnet and the second magnet to opposite non-volatile orientations by providing a plurality of currents having opposite directions to the first magnet and the second magnet, respectively, A plurality of vias on a plurality of sides of each of the magnets
Wherein the self-
상기 제1 비아에 제1 전류를 전달하고, 상기 제1 전류에 기초하여, 제1 배향을 갖는 제1 자계를 상기 제1 자석에 제공하는 단계; 및
상기 제2 비아에 제2 전류를 전달하고, 상기 제2 전류에 기초하여, 상기 제1 배향과 반대의 제2 배향을 갖는 제2 자계를 상기 제2 자석에 제공하는 단계
를 포함하는 방법.(a) a first magnet, a second magnet and a third magnet adjacent to each other in a first line, and further magnets in a second line; (b) a path disposed between the first line and the second line, the electron beam being movable and coupled to the particle accelerator; (c) a first via between the first magnet and the second magnet; And (d) a second via adjacent the second magnet;
Transferring a first current to the first via and providing a first magnetic field having a first orientation to the first magnet based on the first current; And
Delivering a second current to the second via and providing a second magnetic field to the second magnet based on the second current, the second magnetic field having a second orientation opposite to the first orientation
≪ / RTI >
상기 제1 자계를 이용하여 상기 제1 배향을 갖도록 상기 제1 자석을 프로그래밍하는 단계; 및
상기 제2 자계를 이용하여 상기 제2 배향을 갖도록 상기 제2 자석을 프로그래밍하는 단계
를 포함하는 방법.20. The method of claim 19,
Programming the first magnet to have the first orientation using the first magnetic field; And
Programming the second magnet to have the second orientation using the second magnetic field;
≪ / RTI >
상기 제1 라인과 상기 제2 라인 사이에서, 전자 빔이 이동할 수 있고 입자 가속기에 결합되도록 배치되는 경로
를 포함하고,
자석들의 상기 제1 라인은 (a) 1,000 마이크론보다 작은 자석 피치 거리를 포함하고, (b) 인접하는 자석들이 반대의 자기 배향들을 갖도록 교번 자기 배향들로 배열되고,
자석들의 상기 제1 라인 및 상기 제2 라인은 모놀리식(monolithic) 기판 상에 포함되는 장치. A first magnet, a second magnet and a third magnet adjacent to each other in a first line, and further magnets in a second line; And
A path between the first line and the second line, in which the electron beam can move and is arranged to be coupled to the particle accelerator
Lt; / RTI >
Wherein said first line of magnets comprises (a) a magnetic pitch distance of less than 1,000 microns, (b) arranged in alternating magnetic orientations such that adjacent magnets have opposite magnetic orientations,
Wherein the first line and the second line of magnets are contained on a monolithic substrate.
서로 바로 옆에 인접하고 각각 상기 제1 자석, 상기 제2 자석 및 상기 제3 자석 위에 있는, 제1 고정 자기층 부분, 제2 고정 자기층 부분 및 제3 고정 자기층 부분; 및
상기 제1 고정 자기층 부분, 상기 제2 고정 자기층 부분 및 상기 제3 고정 자기층 부분과 상기 제1 자석, 상기 제2 자석 및 상기 제3 자석 사이의 비자기층
을 포함하고,
상기 교번 자기 배향들은 상기 제1 고정 자기층 부분, 상기 제2 고정 자기층 부분 및 상기 제3 고정 자기층 부분에 공급되는 대응하는 교번 전압들에 기초하여 설정되는 장치. 22. The method of claim 21,
A first fixed magnetic layer portion, a second fixed magnetic layer portion and a third fixed magnetic layer portion adjoining each other immediately adjacent to and over the first magnet, the second magnet and the third magnet, respectively; And
The nonmagnetic layer between the first fixed magnetic layer portion, the second fixed magnetic layer portion and the third fixed magnetic layer portion and the first magnet, the second magnet and the third magnet,
/ RTI >
Wherein the alternating magnetic orientations are set based on corresponding alternating voltages supplied to the first fixed magnetic layer portion, the second fixed magnetic layer portion and the third fixed magnetic layer portion.
상기 제1 자석, 상기 제2 자석 및 상기 제3 자석에 직접 접촉하는 제1 압전 물질 부분, 제2 압전 물질 부분 및 제3 압전 물질 부분을 포함하고,
상기 교번 자기 배향들은 상기 제1 압전 물질 부분, 상기 제2 압전 물질 부분 및 상기 제3 압전 물질 부분에서 유도되는 대응하는 교번 전압 유도 스트레인들(corresponding alternating voltage induced strains)에 기초하여 설정되는 장치.22. The method of claim 21,
A first piezoelectric material portion, a second piezoelectric material portion and a third piezoelectric material portion directly contacting the first magnet, the second magnet and the third magnet,
Wherein the alternating magnetic orientations are set based on corresponding alternating voltage induced strains induced in the first piezoelectric material portion, the second piezoelectric material portion and the third piezoelectric material portion.
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